JPH06120784A - ウインドウコンパレータ - Google Patents

ウインドウコンパレータ

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JPH06120784A
JPH06120784A JP4270073A JP27007392A JPH06120784A JP H06120784 A JPH06120784 A JP H06120784A JP 4270073 A JP4270073 A JP 4270073A JP 27007392 A JP27007392 A JP 27007392A JP H06120784 A JPH06120784 A JP H06120784A
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JP
Japan
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circuit
voltage
resistor
resistors
band width
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JP4270073A
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Nobuhiro Hirai
伸博 平井
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NEC Corp
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ウインドウコンパレータの不感帯幅のヒステリ
シス特性を不感帯の上端および下端で正確に等しくする
ことにある。 【構成】オペアンプ4,基準電圧源VR および抵抗R3
〜R6から成る電圧設定回路3と、その出力P1,P2
を各々一方の入力とし且つ他方に入力電圧を供給する比
較部5,6と、これら比較部5,6の出力を2入力とす
るアンド回路7と、スイッチトランジスタQ1,抵抗R
1およびR2,電圧源VZ ,バッファ2から成る不感帯
幅コントロール回路1とを有する。しかも、AND回路
7の出力は、コンパレータ出力VOになるとともに、ス
イッチトランジスタQ1のベースに帰還される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はウインドウコンパレータ
に関し、特にヒステリシス特性をもつ不感帯幅設定を可
能とするウインドウコンパレータに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、かかるウインドウコンパレータ
は、複数のカレントミラー回路や不感帯幅コントロール
回路および電圧設定回路と比較部により構成される。
【0003】図2は従来の一例を示すウインドウコンパ
レータの回路図である。図2に示すように、従来のウイ
ンドウコンパレータは、不感帯幅コントロール回路1
と、電圧設定回路3aと、第1および第2のカレントミ
ラー回路8および9と、電圧設定回路3aの出力および
入力電圧VIをそれぞれ比較する比較部5および6と、
これら比較部5,6の出力の論理積をとることによりコ
ンパレータ出力とするAND回路7とを有し、AND回
路7の出力を不感帯幅コントロール回路1へ帰還してい
る。かかるウインドウコンパレータにおいて、不感帯幅
コントロール回路1は不感帯幅コントロール電源VZ
と、抵抗R1,R2と、スイッチトランジスタQ1と、
バッファ2とを有する。また、第一のカレントミラー回
路8はPNPトランジスタQ3,Q4と、抵抗R8,R
9とを有し、第二のカレントミラー回路9はNPNトラ
ンジスタQ5〜Q7と、抵抗R12〜R14とを有す
る。更に、電圧設定回路3aは抵抗R7,R10,R1
1と、基準電源VR と、電源VCCとPNPトランジスタ
Q2とから構成され、接続点P3,P4を出力とする。
これら接続点P3,P4における2出力は比較部5,6
の各々の入力端子の一方に接続され、入力電圧VIと比
較される。これら比較部5,6の出力はAND回路7に
供給され、その出力VOはスイッチトランジスタQ1の
ベースに帰還される。
【0004】まず、入力電圧VIが不感帯の外にあると
き、出力VOはLowである。このため、スイッチトラ
ンジスタQ1がオフになり、電圧設定回路3aを形成す
るトランジスタQ2のベースには、不感帯幅コントロー
ル電源V2が印加される。このとき、接続点P3の電圧
P3は、次の(1)式で表わされる。
【0005】
【0006】但し、VCCは電源電圧、VBE2 はトランジ
スタQ2のベース・エミッタ間電圧である。同様に、接
続点P4の電圧VP4は、次の(2)式で表わされる。
【0007】
【0008】さらに、抵抗R10=R11として不感帯
幅VD を求めれば、次の(3)式
【0009】
【0010】となる。よって、このときのウインドウコ
ンパレータは基準電圧VR を中心とした(2R10/R
7)×(VCC−VBE2 −VZ )の不感帯をもつ。
【0011】次に、入力電圧VIが不感帯の内側に変化
したとき、出力VOはHighである。このため、スイ
ッチトランジスタQ1がオンになり、トランジスタQ2
のベースには、 (VZ −Vsat )×{R2/(R1+R2)}+Vsat ≒VZ ×{R2/(R 1+R2)} の電圧が印加される。但し、Vsat はトランジスタQ1
の飽和電圧であり、十分小さいものとして無視する。
【0012】従って、このときの不感帯幅VD を前述し
た(3)式と同様に計算すると、次の(4)式
【0013】
【0014】となる。これを(3)式の不感帯幅と比較
すると、次の(5)式に示すように、
【0015】
【0016】だけ広がる。この広がりΔVがヒステリシ
ス特性を表わす。
【0017】要するに、従来のウインドウコンパレータ
はヒステリシス特性をもって構成される。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のウイン
ドウコンパレータは、第1のカレントミラー回路と、第
2のカレントミラー回路の非対称性により、抵抗R10
とR11を流れる電流の大きさに差が生じる。このた
め、不感帯の上端(P3の電圧)と、下端(P4の電
圧)とでのヒステリシス分が等しくならない。
【0019】例えば、抵抗R10,R11を流れる電流
が抵抗R7と流れる電流I1 の各々k2 倍,k3 倍とし
て計算すると、接続点P3の電圧のヒステリシス分ΔV
P3は、次の(6)式で表わされる。
【0020】
【0021】同様に、接続点P4の電圧のヒステリシス
分ΔVP4は、次の(7)式で表わされる。
【0022】
【0023】このように、従来のウインドウコンパレー
タは、不感帯の上端と下端とでヒステリシス分が異なる
という欠点がある。
【0024】本発明の目的は、かかる不感帯の上端およ
び下端でのヒステリシス分を等しくすることのできるウ
インドウコンパレータを提供することにある。
【0025】
【課題を解決するための手段】本発明のウインドウコン
パレータは、スイッチトランジスタと第1,第2の抵抗
および不感帯幅コントロール電圧源を備えた不感帯幅コ
ントロール回路と、一端を前記不感帯幅コントロール回
路に接続した第3の抵抗と前記第3の抵抗の他端に接続
される第4の抵抗と前記第4の抵抗の他端を反転入力に
接続し且つ非反転入力に基準電圧を供給されるオペアン
プと前記オペアンプの反転入力および出力間に接続され
且つそれぞれ前記第4の抵抗,前記第3の抵抗に等しい
抵抗値を有する第5および第6の抵抗を備えた電圧設定
回路と、前記第3および第4の抵抗の接続点と前記第5
および第6の抵抗の接続点の電位をリファレンスとして
入力電圧と比較する2つの比較部と、前記第2つの比較
部の出力を2入力とするアンド回路とを有し、前記アン
ド回路の出力をコンパレータ出力とするとともに前記ア
ンド回路の出力により前記不感帯幅コントロール回路の
前記スイッチトランジスタを制御して構成される。
【0026】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図1は本発明の一実施例を示すウインドウコ
ンパレータの回路図である。図1に示すように、本実施
例では前述した図2の従来例と比較して、不感帯幅コン
トロール回路1と、比較部5,6と、AND回路7とが
同一であり、カレントミラー回路8,9を省略するとと
もに、電圧設定回路1を改良している。その電圧設定回
路3は、不感帯コントロール回路1のバッファ2出力に
接続した抵抗R3と、この抵抗R3の他端に接続される
抵抗R4と、この抵抗R4の他端を反転入力に接続し且
つ非反転入力に基準電圧VR を供給されるオペアンプ4
と、この反転入力および出力間に接続され且つそれぞれ
抵抗R4,R3に等しい抵抗値を有する抵抗R5および
R6とを備えている。
【0027】このオペアンプ4の非反転入力に基準電圧
R が接続され、反転入力には、抵抗R1,R2とスイ
ッチトランジスタQ1と不感帯幅コントロール電圧VZ
とバッファ2から成る不感帯幅コントロール回路1の出
力が抵抗R3,R4を介して接続されている。一方、こ
のオペアンプ4の反転入力には、さらに抵抗R5,R6
を介してオペアンプ4の出力端が接続されている。これ
らの抵抗R3〜R6は前述したように、R4とR5、R
3とR6の抵抗値が各々等しく設定される。
【0028】このように、抵抗分割する接続点P1とP
2の各電圧VP1とVP2とが比較部5,6の各々の入力端
子の一方に伝えられ、他方の入力端子に供給される共通
の入力信号VIと比較される。これら比較部5,6の出
力はAND回路7に入力され、その出力VOはコンパレ
ータ出力になるとともに、不感帯幅コントロール回路1
のスイッチトランジスタQ1のベースに帰還される。
【0029】かかるウインドウコンパレータにおいて、
まず入力VIが不感帯の外にあるとき、出力VOはLo
wである。このため、スイッチトランジスタのQ1がオ
フし、バッファ2には不感帯幅コントロール電圧V2が
供給される。このとき、接続点P1の電圧VP1は、次の
(8)式で表わされる。
【0030】
【0031】また、接続点P2の電圧VP2は、次の
(9)式で表わされる。但し、R3=R6,R4=R5
としている。
【0032】
【0033】これらの電圧により、不感帯幅VD を求め
ると、次の(10)式となる。
【0034】
【0035】よってこのときのウインドウコンパレータ
は基準電圧VR を中心とした{2R4/(R3+R4}
(VR −VZ )の不感帯をもつことになる。
【0036】次に、入力VIが不感帯の内側に変化した
とき、出力VOはHighであり、スイッチトランジス
タQ1がオンする。このためバッファ2には、 (VZ −Vsat )×{R2/(R1+R2)}+Vsat ≒{R2/(R1+R 2)}×VZ が印加される。従って、このときの不感帯幅VD を計算
すると、次の(11)式
【0037】
【0038】となる。この(11)式で表わされる不感
帯幅を(10)式の不感帯幅と比較すると、次の(1
2)式で表わされる電圧ΔV
【0039】
【0040】だけが広がる。つまり、ヒステリシス特性
をもつことになる。
【0041】また、不感帯の上端(P1の電圧)と、下
端(P2の電圧)とでのヒステリシス分は、両者とも次
の(13)式のように、
【0042】
【0043】で等しくなる。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のウインド
ウコンパレータは、基準電圧をオペアンプを介して与え
ることにより、オペアンプの反転入力に流れ込む電流を
無視することができるため、抵抗R4,R5を流れる電
流値を等しくでき、不感帯の上端および下端のヒステリ
シス分を正確に等しくできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すウインドウコンパレー
タの回路図である。
【図2】従来の一例を示すウインドウコンパレータの回
路図である。
【符号の説明】
1 不感帯幅コントロール回路 2 バッファ 3 電圧設定回路 4 オペアンプ 5,6 比較部 7 AND回路 R1〜R6 抵抗 Q1 スイッチトランジスタ VZ 不感帯幅コントロール電源 VR 基準電源 VI 入力電圧 VO 出力電圧

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スイッチトランジスタと第1,第2の抵
    抗および不感帯幅コントロール電圧源を備えた不感帯幅
    コントロール回路と、一端を前記不感帯幅コントロール
    回路に接続した第3の抵抗と前記第3の抵抗の他端に接
    続される第4の抵抗と前記第4の抵抗の他端を反転入力
    に接続し且つ非反転入力に基準電圧を供給されるオペア
    ンプと前記オペアンプの反転入力および出力間に接続さ
    れ且つそれぞれ前記第4の抵抗,前記第3の抵抗に等し
    い抵抗値を有する第5および第6の抵抗を備えた電圧設
    定回路と、前記第3および第4の抵抗の接続点と前記第
    5および第6の抵抗の接続点の電位をリファレンスとし
    て入力電圧と比較する2つの比較部と、前記第2つの比
    較部の出力を2入力とするアンド回路とを有し、前記ア
    ンド回路の出力をコンパレータ出力とするとともに前記
    アンド回路の出力により前記不感帯幅コントロール回路
    の前記スイッチトランジスタを制御することを特徴とす
    るウインドウコンパレータ。
  2. 【請求項2】 前記電圧設定回路は、1つの基準電圧源
    を用いる請求項1記載のウインドウコンパレータ。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2629105A2 (en) 2012-02-14 2013-08-21 EM Microelectronic-Marin SA Method for performing a tri-state comparison of two input signals and window comparator circuit
CN104348451A (zh) * 2013-09-29 2015-02-11 深圳市伟创电气有限公司 迟滞性窗口比较器电路
CN107027224A (zh) * 2017-06-09 2017-08-08 厦门奇力微电子有限公司 一种led调光电路和led驱动电路

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EP2629105A2 (en) 2012-02-14 2013-08-21 EM Microelectronic-Marin SA Method for performing a tri-state comparison of two input signals and window comparator circuit
CN104348451A (zh) * 2013-09-29 2015-02-11 深圳市伟创电气有限公司 迟滞性窗口比较器电路
CN107027224A (zh) * 2017-06-09 2017-08-08 厦门奇力微电子有限公司 一种led调光电路和led驱动电路

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